单片机软件抗干扰技术的应用

单片机开发过程中经常会碰到很多干扰问题，有些干扰是纯硬件方式不能完全解决的，必须用软件来处理。本文阐述笔者在单片机开发中所用的软件抗干扰的方法及其效果，或许能起到抛砖引玉的作用。
　　一、抗死循环
　　当单片机因干扰或其他原因，程序弹飞到一个临时构成的死循环中时，只有利用人工强制复位或看门狗技术（WATCHDOG）才能使单片机摆脱死循环。但操作者不可能一直监视系统，并且单片机死机与人工强制复位之间有时间差，这将会引起负载设备暂时停止工作。看门狗技术可以在单片机死机而人未觉察的瞬间（毫秒级）使单片机复位，因此可选用带有硬件看门狗的单片机。若单片机内部不带硬件看门狗，则可在程序存储器的空白区域和未用的中断向量区填满软件陷阱，软件陷阱程序如下：
　　NOP
　　NOP
　　MOV A，＃CDH
　　MOV B，＃ABH
　　PUSH ACC
　　PUSH B
　　RETI
　　＃ABCD是主程序MAIN所在行的地址码，一旦程序弹飞到写有软件陷阱程序的区域，就会被拉回到主程序区域（MAIN），而不是回到程序的初始化部分（START），运行数据不被初始化，单片机系统所控制的负载与干扰前工作状态保持一致。
　　二、信号采样的抗干扰
　　在数字信号采样时，可利用不同的数字滤波算法滤除测量信号中的非周期性干扰，提高测量精度。笔者在开发某产品时，其检测市电的欠压、过压功能就是采用多次A／D转换，然后去掉最高值及最低值，再求平均的方法作为判断依据。而且连续采样5次，仅当其中4次采样的数据都高于或低于程序中规定的某个值时，才进入相应的处理。
　　三、输出抗干扰
　　单片机输出时，可采用软件设置所有输出位重复输出的友法来抗干扰，重复输出的周期应尽量短，才能保证外部设备在收到千扰信号还没来得及反应，正确的输出信号又到了，这样不断地刷新输出数据，可防止输出设备因受到干扰而误动作。
　　对输出设备动作瞬间所产生的强电磁干扰，笔者采用预设干扰标志位的方法，当干扰使程序跳到所设置的软件陷阱或使单片机复位时，通过检测标志位来判断程序在干扰前已执行到的程序地址，从该程序地址再往下执行，若程序再跑飞，瞬间程序又被拉回，在干扰瞬间被强制输出，在确认正确执行负载后，再清除干扰标志位，其程序结构如下：
　　START：JB 01H，MLOAD；
　　判断是不是某负载的干扰
　　·
　　MAIN：……；主程序
　　JB 01H，MLOAD
　　；判断是不是某负载的干扰
　　·
　　MLOAD：SETB 01H
　　；执行预知干扰的负载前设置标志位
　　MOV A，××
　　MOV P0，A
　　LCALL DELAY；延时
　　MOV A，××
　　MOV P0，A
　　CLR 01H
　　；正确执行负载后清除标志位
　　·
　　·
　　END；程序结束
　　四、系统复位的处理
　　干扰源通过电源引起系统复位时，一般都从入口地址0000H处开始执行，系统初始化。但控制系统都希望在处理干扰时不破坏RAM区的数据，不影响正常的程序执行。这就要求区分是正常上电复位，还是干扰源通过电源进入单片机系统引起的复位或是看门狗复位等。若是正常上电复位，系统就进行初始化。若是干扰源通过电源进入单片机系统引起的复位或看门狗复位，则检测所设置的标志位，使其跳过初始化程序，不改变RAM区的数据，使得负载设备不会因程序处理干扰而间断工作。
　　五、RAM数据区的数据纠错恢复
　　干扰有时会破坏RAM区的数据，因此，程序中当数据变化时要设标志位，改写数据前要确认标志位后才能改写，否则跳回主程序，避免RAM数据区误写。另一种方法是给每个数据设置两个备份，每次恢复正常运行后，将数据与它的两个备份数据进行比较，从而判断数据正确性。在一些干扰很强的地方要同时使用以上两种方法，才能保证数据不受干扰的影响。